El bloque motor: qué es, de qué está hecho, partes, tipos, fabricación

El bloque motor es la parte más importante de nuestro coche. Conocerlo nos ayudará a saber qué se esconde debajo del capó y a entender el funcionamiento de nuestro vehículo. Su construcción requiere de un gran trabajo de ingeniería para su óptimo funcionamiento.

Qué es el bloque de un motor

El bloque motor es la pieza más importante del motor. Es la estructura sobre la que se sitúan el resto de elementos, como pueden ser la culata en la parte de arriba, los pistones en el interior y la bancada (si la tiene) en la parte inferior.

Como puedes ver en la imagen principal, se trata de una sola pieza con todas las cavidades necesarias para el montaje: cilindros, conductos de refrigerante y aceite, huecos para tornillos y juntas, etc. Para hacer un bloque tan complejo de una sola pieza, se fabrica a partir de un molde de arena.

Cómo se fabrica un bloque motor

Para hacer ese molde en la fabrica se mezcla arena de zirconio, cola y un endurecedor. Se usa esta arena porque tiene un punto de fusión muy elevado (cercano a los 2.500ºC). Los principales pasos para la fabricación de un bloque motor son:

• Esa mezcla de arena se mete en los moldes maestro para darle la forma deseada y se le inyecta un gas que solidifica la mezcla. Luego se montan los diferentes moldes resultantes, pegando las partes con una cola especial que soporta el calor extremo. De esta forma, se consigue un molde completo al que se le inyecta el metal fundido.

• Este metal se obtiene a partir de lingotes que se meten en un horno de fundición. En el caso del aluminio se calienta hasta los 800ºC para licuarlo. Como se dilata en este estado, hay que usar más metal para compensar la contracción que se produce cuando se solidifica.
• Después, se inyecta en el molde desde abajo, para evitar que se contamine con óxido de aluminio. Una sustancia que se crea cuando el aluminio fundido entra en contacto con el aire. Si se hiciese desde arriba, la propia acción del vertido generaría el óxido por su mayor contacto con el aire.
• El siguiente paso es dejarlo reposar seis horas en un horno térmico de recuperación. Así se descompone la cola para que la arena se desprenda. Además, este calor extra durante varias horas refuerza el metal.
• Tras esto, se coloca el bloque boca abajo y se sacude para que caiga la arena suelta. Así, el bloque de aluminio queda expuesto y solo requiere de unos cuentos retoques:
  • El primero, es cortar el extra de metal que se metió en el molde para compensar el 7% de contracción que se produce con la solidificación del aluminio.
  • El segundo, pulir las superficies con una altísima precisión, para darles el acabado adecuado para su uso.
• Por último, como en la mayoría de las piezas de un coche, se le pasa una inspección para comprobar que todo está en perfectas condiciones.

De qué está hecho el bloque del motor

Habitualmente, el bloque motor suele estar fabricado de fundición o aluminio. Con el primero se tiene una mayor resistencia en igualdad de volumen y con el segundo se ahorra peso y se mejora la refrigeración.

Aunque no es así en todos os motores, la tendencia general es la de pasarse al aluminio, por varios motivos. Por ejemplo, los mejores diseños y la mayor calidad de construcción permiten que los bloques motor de aluminio tengan resistencias muy altas. También, que las bondades de este material son muy deseables para la reducción de emisiones imperante en la actualidad (reducción de peso).

En cuanto a su conductividad. Los bloques de aluminio tienen una menor inercia térmica. Lo que implica que tardan menos en calentarse y menos en enfriarse. Lo que sumado a un buen diseño del sistema de refrigeración y del bloque permite llegar a su temperatura de servicio antes en todo el motor y disipar el calor de forma más eficaz cuando es necesario.

Un ejemplo de todo lo contrario son algunos motores EcoBoost de Ford. Al conservar los bloques de fundición que tarda más en calentarse, necesitan unos conductos secundarios para el refrigerante. Así pueden repartir el calor por todo el bloque de forma homogénea desde el principio y evitar las diferencias de temperatura nocivas.

A esto, hay que sumar que un motor mas ligero hecho de aluminio, facilita conseguir un mejor equilibro de pesos entre el eje delantero y el trasero. Lo que puede suponer una mejora en las cualidades dinámicas del vehículo.

Partes del bloque del motor

Aunque así se indica en algunas páginas web, no forman parte del bloque motor piezas como la junta de culata, los pistones, los anillos, bulones o bielas. Todo eso son partes del motor, pero no del bloque motor en sí. Una forma correcta de dividir partes importantes del bloque motor son sus diferentes cavidades:

Cilindros

En el interior del bloque motor nos encontramos los cilindros. Es donde van ubicados los pistones que generan el movimiento del motor con las explosiones.

Estos pueden ir al desnudo, es decir, directamente con las paredes del bloque al aire, o cubiertos por unas camisas. Que no son otra cosa que unos tubos que recubren los cilindros para evitar su desgaste por el roce con los segmentos de los pistones. Algo que no es muy frecuente en los motores de turismos convencionales.

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El tamaño de los cilindros varía según la carrera y tamaño del pistón. Por otro lado, el espesor de las paredes que forman los cilindros depende de la presión de trabajo a la que es sometido el motor. Teniendo esto en cuenta, podemos decir que los motores diésel tienen unas paredes de cilindro más gruesas y/o resistentes, ya que trabajan a una presión superior que en los motores de gasolina

Canales de refrigeración

Alrededor de los cilindros, se encuentran todos los canales de refrigeración por donde circula el anticongelante. Su diseño debe ser muy preciso para poder disipar el calor por contacto con el líquido, sin que se pierda demasiada resistencia de las paredes.

Además, como hemos dicho antes, la extracción de calor debe mantener unas temperaturas suficientemente parejas entre las diferentes puntos del motor. De lo contrario, la diferencia de dilatación podría causar problemas.

Galerías del aceite

Son otros conductos por donde pasará el aceite que se requiera a cada parte del motor. Sin ellos, no se lubricarían las partes móviles y el motor quedaría inservible en poco tiempo.

Su diseño es muy importante, para mantener la presión del aceite correcta en todo el recorrido. Así el flujo llegará en la cantidad adecuada a cada parte.

Acoplamientos

Son las superficies diseñadas para acoplar otras partes del motor. Por ejemplo: el acoplamiento de la bomba de agua, acoplamiento del distribuidor, acoplamiento de la bomba de gasolina, del soporte del filtro de aceite… y otros, si así lo requiere el diseño del motor.

Como ves, todos ellos son órganos muy importantes para el funcionamiento del motor, que deben ir correctamente anclados al bloque. Van atornillados y sellados mediante juntas que soportan las altas temperaturas. Como es el caso de la junta de la culata, que es la que más sufre si se calienta el coche en exceso.

Rodamiento de cigüeñal

Está en la parte inferior y es donde se ubica el cigüeñal. Es decir, el encargado de convertir el movimiento lineal de los pistones en el movimiento rotativo necesario para desplazar el vehículo.

El rodamiento es la media luna que abraza el cigüeñal por arriba y el cojinete la media luna que lo rodea por abajo y que va atornillado al bloque. Esta parte es solo encuentra en los bloques motor cerrados. En el apartado de Tipos de bloque te hablamos de ello (más abajo).

Otras cavidades

Dependiendo del diseño del motor, el bloque deberá llevar unas cavidades u otras. Por ejemplo, las cavidades de los empujadores de las válvulas.

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Tipos de bloque motor

Abiertos o Cerrados

• Un bloque abierto es el que no incluye ningún soporte para el cigüeñal. Por lo que éste se coloca en la bancada del motor o directamente en el cárter, según esté diseñado.
• Un bloque cerrado es el que sí incluye un soporte para el cigüeñal, por lo que tiene una parte en media luna por abajo para recogerlo (rodamiento) y luego unos cojinetes atornillados para fijarlo al bloque.

Según la disposición de los cilindros

La forma del bloque, así como su estructura, depende básicamente del tipo constructivo que tenga el motor, según los tipos de motores. Por eso, esta categorización es la misma que se aplica a los motores de combustión:

• En línea: los cilindros están colocados uno detrás de otro de forma vertical.
• En V: los cilindros están colocados en diagonal y en parejas. De esta forma dos bielas van acopladas a la misma muñequilla del cigüeñal. Una variante son los bloques VR, que tiene un V, pero muy cerrada.
• En W: que es como dos motores en V juntos en un mismo bloque.
• Boxer: bloque motor con los cilindros en horizontal y enfrentados.

Open Deck o Closed Deck

Esta diferenciación hace referencia a la disposición de los conductos de refrigeración. Open Deck quiere decir que los cilindros están rodeados por los canales de refrigeración. Por lo que la disipación del calor es más sencilla.

En el caso de los bloques tipo Closed Deck, estos conductos no rodean los cilindros, por lo que son más resistentes a la presión, pero su refrigeración es más complicada. También existen Semi Open Deck o Semi Closed Deck, que son una combinación de ambos tipos. Por lo tanto, los que los canales de refrigeración rodean parcialmente los cilindros.

Elementos que se acoplan al bloque motor

Culata

La culata, situada normalmente sobre el bloque motor, es el componente de mayor complejidad a la hora del diseño de un motor. Además, es la pieza que mayor fragilidad presenta ya que tiene que soportar grandes esfuerzos y temperaturas muy altas en la cámara de combustión. En el interior de la culata se sitúan las válvulas y los árboles de levas, entre otros elementos.

El material empleado para la fabricación de una culata es muy similar al del bloque motor. Para el diseño de la cámara de combustión situada en la culata, se tiene en cuenta la relación de compresión a la que trabajará el motor, así como la disposición de las válvulas.

Entre la culata y el bloque motor se sitúa la junta de culata. La misión de esta junta es proporcionar estanqueidad y hermeticidad. Gracias a la junta de culata también se pueden evitar fugas de anticongelante o aceite, de los correspondientes canales de engrase.

Bancada o Carter

Según el diseño del motor, es posible que el bloque lleve una bancada acoplada debajo, que es donde reposaría el cigüeñal (bloque abierto + bancada). Si no, llevará acoplado directamente un cárter, que es donde se encuentra el aceite y de dónde se saca para lubricar el resto del motor.

Otros órganos del motor

De nuevo, dependiendo del diseño del motor, el bloque tendrá acopladas diferentes piezas para su correcto funcionamiento. Pueden ser muchos, pero los más habituales son la bomba de agua, la bomba de gasolina de alta presión, el soporte del filtro de aceite, etc.

Imágenes – nzhamstarS, Paul Schultz, O. K. Foundry Company, Inc., Colin, Ramsay Thomson, Eric Kilby, DieselDemon